专利名称：一种连续采样气体分析系统及其探头伸缩取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体分析系统，具体是一种工业炉窑高温端连续取样气体分析 系统及该系统所采用的探头伸縮取样装置。
技术背景
目前我国的钢铁、水泥、电力等国民经济产业均在通过采用先进技术进行大规模的 技术改造，达到优化产业结构，提高质量，降低成本，增加效益，节约能源，减少污染， 保障安全的目标。由于进口设备性能不能适应我国钢铁、水泥、电力等行业的炉窑在高 温，高粉尘，强腐蚀的恶劣工况条件下长期和连续运行的要求，而且国内又无成熟的产 品可供使用， 一般高温取样分析均采用单探头间断工作，为防止探头烧坏和堵塞，通常 工作10-15分钟就要取出探头待冷却后再插入，因不能连续的取样分析，就很难了解燃 烧全过程的真实情况。因此工作效率低，分析精度差。
本申请人曾采用自身的专利技术"大容尘流动介质过滤器"、"自清式高温取样探 头"、"S03过滤器"及"热管高温取样"创新技术，成功突破了分析系统在高温，高粉 尘，强腐蚀的恶劣工况下，长期连续，可靠运行的进行取样分析。由于仍采用单探头取 样结构，虽然使探头取样时间延长到20分钟，但还没有完全达到连续取样的效果。本 实用新型打破了传统的观念，大胆提出了采用双探头进行交替连续取样，显著提高了工 作效率和气体分析精度，大大延长了探头的使用寿命，将工业炉窑高温端气体分析系统 推上了一个新台阶。 实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以交替连续取样的气体分析系统以 及该系统所采用的探头伸縮取样装置。
本实用新型所述的连续采样气体分析系统，包括双探头交替自动伸縮取样装置和分 析柜两部分，所述双探头交替自动伸縮取样装置由两个相同的探头伸縮取样装置组成， 该探头伸縮取样装置包括高温取样探头，过滤加热器，自动伸縮组合机构，水控箱，电 控箱，前机架、后机架、导轨、电机和减速器，所述导轨支撑在前机架及后机架上， 电机和与其相连的减速器安装在导轨一端，减速器带动自动伸縮组合机构可以沿导轨往 复滑动，高温取样探头安装在自动伸縮组合机构并可以随其一起滑动，高温取样探头前端伸出导轨另一端外，过滤加热器与高温取样探头连为一体，水控箱，电控箱则安装在 导轨两侧，两个探头伸縮取样装置中探头的交替伸縮动作及长度均由电控箱内的PLC 程序控制，两个高温取样探头中的样气经过过滤加热器后经样气输出管道分别输送至分 析柜。
上述自动伸縮组合机构包括安装在高温取样探头两端下面的4个滚轮，高温取样探 头的端头用链条固定，并与减速器通过链传动作往返运动。
分析柜中设有电磁阀、油雾过滤器、抽气阀、除湿器、分析仪和电控系统，两个电 磁阀的输入端分别连接两个探头伸縮取样装置的样气输出管道，两个电磁阀的输出端合 并一路后再依次连接油雾过滤器、抽气阀、除湿器和分析仪，电控系统分别与上述各部 件连接用于控制各部件。
本实用新型中的高温取样探头，流动介质过滤器、薄壁过滤器、探头加热器等均安 装在由电机、减速机、链传动装置组成的滑动导轨上，可自由地伸縮移动，两探头交替 伸縮的时间、间隔、长度等均通过PLC程序自动控制， 一般设置探头的取样时间为10 分钟，两探头的交替进行使取样和分析达到了完全连续而不间断。在工作过程中，探头 部分由电控箱中PLC控制其交替插入、抽出的时间和长度，运行过程中出现的异常会 发出报警信号传至控制室，对应的指示灯亮，两只微电脑温控器可实现探头恒温，以免 探头被烧坏。另外双探头切换取样实现连续分析，反吹状态的探头自动抽出以解决反吹 气干扰一取样气体浓度的弊端。
分析柜主要有分析仪器，控制部分和由过滤器各种阀件、流量计等组成的样气预处 理�？楣钩桑哂�"自动"和"手动"两大控制状态，系统处于手动状态时可以进行反 吹、分析、校对仪器和系统试漏等各项工作，此状态用于开机和定期检修。
工业运行时，系统处于自动状态，这时系统发出自动触点闭合信息。在此状态下进 行采样、分析，当分析结束后，系统自动进行排水和反吹清灰，反吹结束再进行下一周 期分析。整个系统结构紧凑，便于安装，调试，维修，它可显著改变以往单探头不能连 续采样的弊端。通过连续取样，更能了解燃烧过程的真实情况，正确分析出CO、 02、 NOx等成份，提高气体分析的精度和效率，保证产品质量。整个动作采用电控系统自动 控制和操作，省时省力，节能降耗，符合环保要求。特别适用于钢铁、水泥、电站等行 业的高温端分析系统。
图1连续采样气体分析系统结构原理图；其中a是探头伸縮取样装置结构图，b是a 图的左视图，c是分析柜结构图。
图2分析系统流程图。
具体实施方式
如图la、图lb和图lc所示，本实用新型所述的连续采样气体分析系统，包括双探 头交替自动伸縮取样装置和分析柜两部分，所述双探头交替自动伸縮取样装置由两个相 同的探头伸縮取样装置组成，该探头伸縮取样装置包括高温取样探头1 ，过滤加热器2， 自动伸縮组合机构3，水控箱4，电控箱5，前机架6、后机架7、导轨8、电机9和减 速器IO，所述导轨8支撑在前机架6及后机架7上，电机9和与其相连的减速器10 安装在导轨8—端，减速器10带动自动伸縮组合机构3可以沿导轨8往复滑动，自动 伸縮组合机构3包括安装在高温取样探头1两端下面的4个滚轮，高温取样探头1的端 头用链条固定，并与减速器通过链传动作往返运动。高温取样探头l安装在自动伸縮组 合机构3并可以随其一起滑动，高温取样探头1前端伸出导轨8另一端外，过滤加热器 2与高温取样探头1连为一体，水控箱4，电控箱5则安装在导轨两侧，两个探头伸縮 取样装置中探头的交替伸縮动作及长度均由电控箱5内的PLC程序控制，两个高温取 样探头1中的样气经过过滤加热器2后经样气输出管道分别输送至分析柜。2、根据权 利要求1所述的连续采样气体分析系统，其特征是分析柜中设有电磁阀21、油雾过滤 器22、抽气阀23、除湿器24、分析仪25和电控系统26,两个电磁阀21的输入端分别 连接两个探头伸縮取样装置的样气输出管道，两个电磁阀21的输出端合并一路后再依 次连接油雾过滤器22、抽气阀23、除湿器24和分析仪25，电控系统26分别与上述各 部件连接用于控制各部件。
本实用新型安装有两个取样探头，各自在自动伸縮组合机构的驱动下完成取样过 程其结构形式及原理是取样探头l，过滤器、加热器2用法兰螺栓连接于一体，两 端下面装有4个滚轮，端头用链条固定，在步进电机，减速器传动链轮带动链条作往返 运动。电控箱中有PLC程序控制其运动速度、间隙时间和伸縮长度。两探头交替进行， 实现连续取样的过程。
探头工作原理如图l所示本探头采用恒温水冷原理，冷却水经水汽控制箱内控
制阀调节到所需流量。从进水口引入到探头内，水在探头取样管外循环后从出水口排出，
探头内装有两只温度传感元件，检测探头内温度。温度为6(TC时，补水阀打开，探头内由于水量增加，从取样管上带走热量也增加探头取样管加速降温，当温度达到设定温度
5(TC补水阀关闭，保证探头可长期在1300'C条件下连续工作不致烧坏变形。如水流量不 够，探头内温度超过80'C时，探头将被自动从炉窑内取出，同时报警指示灯亮，主控室 的报警信号派员排除故障，故障排除后按手动开关将探头送入炉窑内，为防止样气在低 温处板结，因此该探头在过滤器部分加热恒温，温度约130'C。另外探头定时反吹，反 吹压力由过滤减压阀调节，通常为0.6MPa 。
电器控制原理是分析柜中预处理，探头处水流量控制，探头的自动伸縮过程及反 吹气控制中所有阀和泵均由PLC自动控制，同时所有的外部控制信号和报警信号都输入 给PLC或由PLC发出，所有电动阀和泵的驱动元件为固态继电器，无触点零相位触发， 可靠性高，无电压尖锋干扰。
气体流程是如图2所示，样气进入取样管1经伴热器、流动介质过滤器、薄壁过 滤器2过滤后进入分析柜，然后经电磁阀切换，样气经油污过滤器4后进抽气泵5再进 入制冷除湿器除湿，除湿器中的冷凝水经气液分离器分离后经电磁阀进入自动排水。处 理后的样气进入分析仪器进行分析。分析流量一般通过流量计和调节阀调节为 0.8-lL/min,旁路进行排空。
权利要求1、一种连续采样气体分析系统，其特征是包括双探头交替自动伸缩取样装置和分析柜两部分，所述双探头交替自动伸缩取样装置由两个相同的探头伸缩取样装置组成，该探头伸缩取样装置包括高温取样探头(1)，过滤加热器(2)，自动伸缩组合机构(3)，水控箱(4)，电控箱(5)，前机架(6)、后机架(7)、导轨(8)、电机(9)和减速器(10)，所述导轨(8)支撑在前机架(6)及后机架(7)上，电机(9)和与其相连的减速器(10)安装在导轨(8)一端，减速器(10)带动自动伸缩组合机构(3)可以沿导轨(8)往复滑动，高温取样探头(1)安装在自动伸缩组合机构(3)并可以随其一起滑动，高温取样探头(1)前端伸出导轨(8)另一端外，过滤加热器(2)与高温取样探头(1)连为一体，水控箱(4)，电控箱(5)则安装在导轨两侧，两个探头伸缩取样装置中探头的交替伸缩动作及长度均由电控箱(5)内的PLC程序控制，两个高温取样探头(1)中的样气经过过滤加热器(2)后经样气输出管道分别输送至分析柜。
2、 根据权利要求1所述的连续采样气体分析系统，其特征是分析柜中设有电磁 阀(21)、油雾过滤器(22)、抽气阀(23)、除湿器(24)、分析仪(25)和电控系统(26)， 两个电磁阀(21)的输入端分别连接两个探头伸縮取样装置的样气输出管道，两个电磁 阀(21)的输出端合并一路后再依次连接油雾过滤器(22)、抽气阀(23)、除湿器(24) 和分析仪(25)，电控系统(26)分别与上述各部件连接用于控制各部件。
3、 根据权利要求1或2所述的连续采样气体分析系统，其特征是自动伸縮组合 机构(3)包括安装在高温取样探头(1)两端下面的4个滚轮，高温取样探头(1)的 端头用链条固定，并与减速器通过链传动作往返运动。
4、 一种探头伸縮取样装置，其特征是它包括高温取样探头(1)，过滤加热器(2)， 自动伸縮组合机构(3),水控箱(4)，电控箱(5)，前机架(6)、后机架(7)、导轨(8)、 电机(9)和减速器(10)，所述导轨(8)支撑在前机架(6)及后机架(7)上，电机(9)和与其相连的减速器(10)安装在导轨(8) —端，减速器(10)带动自动伸縮组 合机构(3)可以沿导轨(8)往复滑动，高温取样探头(1)安装在自动伸縮组合机构(3)并可以随其一起滑动，高温取样探头(1)前端伸出导轨(8)另一端外，过滤加 热器(2)与高温取样探头(1)连为一体，水控箱(4)，电控箱(5)则安装在导轨两 侧。
5、 根据权利要求4所述的探头伸縮取样装置，其特征是自动伸縮组合机构(3) 包括安装在高温取样探头(1)两端下面的4个滚轮，高温取样探头(1)的端头用链条 固定，并与减速器通过链传动作往返运动。
专利摘要本实用新型公开了一种能连续取样进行分析的气体分析系统及其探头伸缩取样装置。系统包括双探头交替自动伸缩取样装置和分析柜两部分，自动伸缩取样装置由两个相同的探头伸缩取样装置组成，探头伸缩取样装置中探头的交替伸缩动作及长度均由电控箱内的PLC程序控制，两个高温取样探头中的样气经过过滤加热器后经样气输出管道分别输送至分析柜。分析柜主要由分析仪器、PLC控制系统和各种阀件，流量计等样气预处理�？樽槌桑鱿低辰峁菇舸眨阌诎沧埃魇裕蓿上灾谋湟酝ヌ酵凡荒芰裳谋锥恕Ｍü⊙芰私馊忌展痰恼媸登榭觯贩治龀鯟O、O<sub>2</sub>、NO<sub>X</sub>等成份，提高气体分析的精度和效率，保证产品质量。
文档编号G01N1/22GK201222065SQ20082003843
公开日2009年4月15日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者索纪文 申请人:索纪文
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
